CN113004721A - 一种多巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料及其生产方法，方法步骤包括：步骤一：准备油溶性铝颜料，并进行溶剂置换；步骤二：制备二氧化硅包覆的铝颜料，再经压滤得到滤饼；步骤三：将步骤二得到的滤饼置于浓度为2‑5g/L的三羟甲基氨基甲烷中，加入酸溶液调节pH为8‑9，待体系稳定后，加入1‑10mmol/L的多巴胺盐，并控制整个体系温度为23‑27℃，搅拌4‑6h，最后压滤出料，即得多巴胺有机硅杂化包覆的水性铝颜料。本发明提供了一种新的水性铝颜料包膜路径，且包覆致密性好、包膜厚度可控、稳定性持久，同时有助于提高水性铝颜料的应用分散性，改良防沉性。

Description

一种多巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料及其生产方法
技术领域
本发明涉及铝颜料生产技术领域，具体涉及一种多巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料及其生产方法。
背景技术
在现有技术中，水性铝颜料主要有两种技术，一种是缓蚀型，采用磷酸盐、钼酸盐，铬酸盐等，另外一种是有机硅包膜技术，两种技术都已在市场应用，缓蚀型储存周期短，而硅包覆存在吸油值大、色损严重等问题。
多巴胺在环境溶液中氧化自聚而成，其吸附能力极强，几乎可以对所有类型的有机和无机材料进行表面改性，在材料表面修饰上均匀的聚多巴胺(Polydopamine,PDA)层，并且涂层厚度可控，稳定性持久。PDA具有两个显著的特点：第一，几乎能在所有的材料表面附着成膜；第二，形成的薄膜表面含有大量的活性官能团，能够发生一系列反应，为进一步表面功能化提供了条件。为此，本发明致力于研究一种多巴胺、杂化改性铝颜料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料及其生产方法，其采用创新性PDA包覆材料，解决了单独二氧化硅包覆分散性差、易沉降等问题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种多巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料生产方法，步骤包括：
步骤一：准备油溶性铝颜料，并进行溶剂置换；
步骤二：制备二氧化硅包覆的铝颜料，再经压滤得到滤饼；
步骤三：将步骤二得到的滤饼置于浓度为2-5g/L的三羟甲基氨基甲烷中，加入酸溶液调节pH为8-9，待体系稳定后，加入1-10mmol/L的多巴胺盐，并控制整个体系温度为23-27℃，搅拌4-6h，最后压滤出料，即得多巴胺有机硅杂化包覆的水性铝颜料。
进一步改进在于，所述酸溶液选用浓盐酸或浓硝酸。
进一步改进在于，所述多巴胺盐的纯度为98％，多巴胺盐为多巴胺盐酸盐。
进一步改进在于，步骤一的具体操作为：准备油溶性铝颜料，将油溶性铝颜料与醇醚溶剂混合，超声分散后固液分离，得到固含量为70-85％的固体混合物；
步骤二的具体操作为：将40-60份所述固体混合物、0.5-3份碳酸氢钠、12-18份正硅酸乙酯、3-5份硅烷、3-5份氨水混合，再加入5-8倍重量的有机溶剂，水浴温度在40-60℃，反应3-6h，再经压滤得到固含量为60-70％滤饼。
进一步改进在于，所述醇醚溶剂选用IPA、BG、PM、DPM中的一种或两种。
进一步改进在于，所述有机溶剂选用IPA、PM、DPM中的一种或两种。
进一步改进在于，所述硅烷选用KH-540、KH-550、KH-792、A-151、A-171的一种或两种。
进一步改进在于，在步骤三之前，采用碱性溶液对滤饼中片状铝粒子进行刻蚀处理，以在滤饼中片状铝粒子表面形成多孔沟壑状微纳结构。
进一步改进在于，所述碱性溶液选用氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的一种。
本发明还提供了一种多巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料，其利用上述方法生产制得。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明提供了一种新的水性铝颜料包膜路径，且包覆致密性好、包膜厚度可控、稳定性持久，同时有助于提高水性铝颜料的应用分散性，改良防沉性；
(2)本发明在二氧化硅包覆后，采用碱性溶液对滤饼中片状铝粒子进行刻蚀处理，在滤饼中片状铝粒子表面形成了多孔沟壑状微纳结构，这样可明显提升多巴胺杂化包覆层的结合能力以及稳定性，改善包覆效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
一种多巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料生产方法，步骤包括：
步骤一：准备油溶性铝颜料，将油溶性铝颜料与IPA溶剂混合，超声分散后固液分离，得到固含量为70％的固体混合物；
步骤二：将40份所述固体混合物、0.5份碳酸氢钠、12份正硅酸乙酯、3份KH-540、3份氨水混合，再加入5倍重量的IPA溶剂，水浴温度在40℃，反应6h，再经压滤得到固含量为60％滤饼；
步骤三：将步骤二得到的滤饼置于浓度为2g/L的三羟甲基氨基甲烷中，加入浓盐酸，调节pH为8，待体系稳定后，加入1mmol/L的多巴胺盐酸盐(纯度98％)，并控制整个体系温度为23℃，搅拌6h，最后压滤出料，即得多巴胺有机硅杂化包覆的水性铝颜料。
实施例2
一种多巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料生产方法，步骤包括：
步骤一：准备油溶性铝颜料，将油溶性铝颜料与BG溶剂混合，超声分散后固液分离，得到固含量为80％的固体混合物；
步骤二：将50份所述固体混合物、2份碳酸氢钠、15份正硅酸乙酯、4份KH-550、4份氨水混合，再加入6倍重量的PM溶剂，水浴温度在50℃，反应4.5h，再经压滤得到固含量为65％滤饼；
步骤三：将步骤二得到的滤饼置于浓度为4g/L的三羟甲基氨基甲烷中，加入浓硝酸，调节pH为8，待体系稳定后，加入5mmol/L的多巴胺盐酸盐(纯度98％)，并控制整个体系温度为25℃，搅拌5h，最后压滤出料，即得多巴胺有机硅杂化包覆的水性铝颜料。
实施例3
一种多巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料生产方法，步骤包括：
步骤一：准备油溶性铝颜料，将油溶性铝颜料与PM溶剂混合，超声分散后固液分离，得到固含量为85％的固体混合物；
步骤二：将60份所述固体混合物、3份碳酸氢钠、18份正硅酸乙酯、5份A-151、5份氨水混合，再加入8倍重量的DPM溶剂，水浴温度在60℃，反应3h，再经压滤得到固含量为70％滤饼；
步骤三：将步骤二得到的滤饼置于浓度为5g/L的三羟甲基氨基甲烷中，加入浓盐酸或浓硝酸调节pH为9，待体系稳定后，加入10mmol/L的多巴胺盐酸盐(纯度98％)，并控制整个体系温度为27℃，搅拌4h，最后压滤出料，即得多巴胺有机硅杂化包覆的水性铝颜料。
对采用实施例1-3以及现有技术(只采用二氧化硅包覆，而未采用多巴胺杂化包覆)制得的巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料进行性能测试，检测项目包括析氢量、色损和分散性，检测结果如下表：
Figure BDA0002955710830000051
从上表可以看出，通过本发明技术方案制得的多巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料，其析氢量明显降低，说明包覆效果好，包覆后铝颜料的耐腐蚀性能明显提升。另外，本发明技术方案在色损以及分散性上表现效果同样突出。需要说明的是，关于分散性，现有技术需要通过外力搅拌达到分散均匀目的，而本发明技术在体系中能够自然分散开。
实施例4
实施例4为在实施例2的基础上进一步的：在步骤三之前，采用氢氧化钠溶液对滤饼中片状铝粒子进行刻蚀处理，以在滤饼中片状铝粒子表面形成多孔沟壑状微纳结构，再进行步骤三操作，得到多巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料。
对实施例2和实施例4制得的巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料进行析氢量测试，得到检测结果如下表：
Figure BDA0002955710830000061
从上表可以看出，通过刻蚀处理，明显提升了多巴胺杂化包覆层的结合能力以及稳定性，改善了包覆效果，使得最终产品的析氢量进一步显著降低。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料生产方法，其特征在于：步骤包括
步骤一：准备油溶性铝颜料，并进行溶剂置换；
步骤二：制备二氧化硅包覆的铝颜料，再经压滤得到滤饼；
步骤三：将步骤二得到的滤饼置于浓度为2-5g/L的三羟甲基氨基甲烷中，加入酸溶液调节pH为8-9，待体系稳定后，加入1-10mmol/L的多巴胺盐，并控制整个体系温度为23-27℃，搅拌4-6h，最后压滤出料，即得多巴胺有机硅杂化包覆的水性铝颜料。
2.根据权利要求1所述的一种多巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料生产方法，其特征在于：所述酸溶液选用浓盐酸或浓硝酸。
3.根据权利要求1所述的一种多巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料生产方法，其特征在于：所述多巴胺盐的纯度为98％，多巴胺盐为多巴胺盐酸盐。
4.根据权利要求1所述的一种多巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料生产方法，其特征在于：步骤一的具体操作为：准备油溶性铝颜料，将油溶性铝颜料与醇醚溶剂混合，超声分散后固液分离，得到固含量为70-85％的固体混合物；
步骤二的具体操作为：将40-60份所述固体混合物、0.5-3份碳酸氢钠、12-18份正硅酸乙酯、3-5份硅烷、3-5份氨水混合，再加入5-8倍重量的有机溶剂，水浴温度在40-60℃，反应3-6h，再经压滤得到固含量为60-70％滤饼。
5.根据权利要求4所述的一种多巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料生产方法，其特征在于：所述醇醚溶剂选用IPA、BG、PM、DPM中的一种或两种。
6.根据权利要求4所述的一种多巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料生产方法，其特征在于：所述有机溶剂选用IPA、PM、DPM中的一种或两种。
7.根据权利要求4所述的一种多巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料生产方法，其特征在于：所述硅烷选用KH-540、KH-550、KH-792、A-151、A-171的一种或两种。
8.根据权利要求1所述的一种多巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料生产方法，其特征在于：在步骤三之前，采用碱性溶液对滤饼中片状铝粒子进行刻蚀处理，以在滤饼中片状铝粒子表面形成多孔沟壑状微纳结构。
9.根据权利要求8所述的一种多巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料生产方法，其特征在于：所述碱性溶液选用氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的一种。
10.一种多巴胺有机硅杂化包覆水性铝颜料，其特征在于：其利用权利要求1-9任一项所述方法生产制得。
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